Управление доступом к сети FDDI, формат маркера и формат протокола

Технология FDDI - первая технология локальных сетей, которая использовала в качестве среды передачи данных оптоволоконный кабель. Технология FDDI во многом основывается на технологии Token Ring, развивая и совершенствуя ее основные идеи.

Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети. Использование двух колец - это основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI, и узлы, которые хотят им воспользоваться, должны быть подключены к обоим кольцам. В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы и все участки кабеля первичного кольца. В случае какого-либо вида отказа, когда часть первичного кольца не может передавать данные (например, обрыв кабеля или отказ узла), первичное кольцо объединяется со вторичным, образуя вновь единое кольцо.

Кольца в сетях FDDI рассматриваются как общая разделяемая среда передачи данных, поэтому для нее определен специальный метод доступа – метод кольцевых слотов. Этот метод очень близок к методу доступа сетей Token Ring, но по кольцу перемещается не один маркер а от 2 до 8..

Станция может начать передачу своих собственных кадров данных только в том случае, если она получила от предыдущей станции специальный кадр - токен доступа (маркер). После этого она может передавать свои кадры, если они у нее имеются, в течение времени, называемого временем удержания маркера (THT). После истечения времени THT станция обязана завершить передачу своего очередного кадра и передать маркер доступа следующей станции. Если же в момент принятия маркера у станции нет кадров для передачи по сети, то она немедленно транслирует маркер следующей станции. В сети FDDI у каждой станции есть предшествующий сосед и последующий сосед, определяемые ее физическими связями и направлением передачи информации.

Каждая станция в сети постоянно принимает передаваемые ей предшествующим соседом кадры и анализирует их адрес назначения. Если адрес назначения не совпадает с ее собственным, то она транслирует кадр своему последующему соседу. Нужно отметить, что, если станция захватила маркер и передает свои собственные кадры, то на протяжении этого периода времени она не транслирует приходящие кадры, а удаляет их из сети.

Если же адрес кадра совпадает с адресом станции, то она копирует кадр в свой внутренний буфер, проверяет его корректность (в основном, по контрольной сумме), передает его поле данных для последующей обработки протоколу, лежащего выше FDDI уровня (например, IP), а затем передает исходный кадр по сети последующей станции. В передаваемом в сеть кадре станция назначения отмечает три признака: распознавания адреса, копирования кадра и отсутствия или наличия в нем ошибок.

После этого кадр продолжает путешествовать по сети, транслируясь каждым узлом. Станция, являющаяся источником кадра для сети, ответственна за то, чтобы удалить кадр из сети, после того, как он, совершив полный оборот, вновь дойдет до нее. При этом исходная станция проверяет признаки кадра, дошел ли он до станции назначения и не был ли при этом поврежден. Процесс восстановления информационных кадров не входит в обязанности протокола FDDI, этим должны заниматься протоколы более высоких уровней.

Форматы кадра и токена.

По сети FDDI информация передается в форме двух блоков данных: кадра и маркера.

Преамбула (PA). Любой кадр должен предваряться преамбулой, состоящей как минимум из 16 символов Idle (I). Эта последовательность предназначена для вхождения в синхронизм генератора, обеспечивающего прием последующих символов кадра.

Начальный ограничитель (НР). 11110000 – предназначен для определения начала маркера или пакета.

Контроль пакета (КП) – CLFFTTTT. Идентифицирует тип кадра и детали работы с ним. Где:

С - какой тип трафика переносит кадр - синхронный (значение 1) или асинхронный (значение 0).

L - определяет длину адреса кадра (L=0 – 16 бит, L=1 – 48бит).

FF - тип пакета. FF=01 для обозначения кадра LLC (пользовательские данные), FF=00 для обозначения служебного кадра MAC-уровня.

ТТТТ – определяет тип пакета, содержащего данные в информационном поле. Только для МАС –уровня.

Концевой разделитель КР – определяет конец пакета. Может быть различной длины.

Статус пакета СП (ACRRACRR) – поле произвольной длины, которое содержит биты обнаружения ошибки, адрес распознан(А), данные скопированы(С), резервные биты (RR).

Преамбула, НР, КР, КП, СП аналогичны маркеру.

Адрес получателя АП - идентифицирует станцию (уникальный адрес) или группу станций (групповой адрес), которой(ым) предназначен кадр. Может состоять из 2-х или 6-ти байт.

Адрес отправителя АО - идентифицирует станцию, сгенерировавшую данный кадр. Поле должно быть той же длины, что и поле адреса назначения.

Данные – данные могут быть типа МАС для управления кольцом или данными пользователя. Поле может иметь длину от 0 до 4500 байт

Контрольная последовательность (CRC) - содержит 32-х битную последовательность, вычисленную по стандартному методу CRC-32.

Для сетей FDDI предусмотрена передача кадров двух типов трафика - синхронного и асинхронного.

Синхронный трафик предназначен для приложений, которые требуют предоставления им гарантированной пропускной способности для передачи голоса, видеоизображений, управления процессами и других случаев работы в реальном времени. Для такого трафика каждой станции предоставляется фиксированная часть пропускной способности кольца FDDI, поэтому станция имеет право передавать кадры синхронного трафика всегда, когда она получает токен от предыдущей станции.

Асинхронный трафик - это обычный трафик локальных сетей, не предъявляющий высоких требований к задержкам обслуживания. Станция может передавать асинхронные кадры только в том случае, если при последнем обороте токена по кольцу для этого осталась какая-либо часть неизрасходованной пропускной способности. Интервал времени, в течение которого станция может передавать асинхронные кадры, называется временем удержания токена (THT).